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Die
Erfindung betrifft ein Zweischritt-Inliner-Hohlstabvollverbundanker,
zum kostengünstigen und
sichereren Ausbau von Hohlräumen
im Berg-, Tunnel-, Tief- und Felsbau mit einem Mantelmischer.
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Der
Kleber oder Mörtel
wird in der Hohlstabbohrung, ohne Zwischenmittel wie Innenrohr als
Klebermagazin und ohne innere Spülkanäle, als
Inlinersystem vorkonfektioniert eingelagert und ohne einen zentrisch
angeordneten statischem Mischer direkt aus der Hohlstabbohrung mit
einem Kolben über
einen Mantelmischer ausgepresst.
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In
einer ersten Ausführung
wird der in der Hohlstabbohrung durch Kunststoffschläuche getrennt
eingebrachte Kleber/Härter,
als Linear-, Schicht- oder
Kreuzbandpatronen, als Inlinersystem vorkonfektioniert und mit einem
Mantelmischer als statische Mischeinrichtung am Ankerkopf, beim
Auspressvorgang durch einen Kolben, die Aushärtung im Ankerringraum des
Ankerbohrloches, über
die gesamte Bohrlochlänge
verwirbelt und ausgelöst.
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In
der weiteren Ausführung
kommt es bei Aufbringen eines definierten Drucks, auf einem im Hohlstab
befindlichen Auspresskolben, zum Ansprechen eines Berstventils.
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Der
in der Hohlstabbohrung befindliche Kleber/Mörtel als Druck-Granulatklebermischung
oder als Kleberpaste wird ohne Kunststoffschläuche eingelagert, vermischt
sich mit dem im Kleber eingelagerten Härter, tritt über den
Mantelmischer am Ankerkopf aus und füllt den Ankerringraum, zur
chemischen mit dem Druck angestoßenen Aushärtung zwischen Ankerschaft
und Bohrlochwand, über
die gesamte Bohrlochlänge.
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Beschreibung
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Die
Erfindung betrifft einen vorkonfektionierten Zweischritt-Inliner-Hohlstabvollverbundanker. Das
Ankerrohr ist zur besseren Verbindung mit dem Klebergemisch/Gebirge
und zur Erhöhung
der Scherfestigkeit an der Oberfläche gewindeartig gerippt.
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In
einer Ausführung
besitzt der Ankerkopf eine statische Mischeinrichtung als Mantelmischer mit
großen
Auspressquerschnitten und scharfkantig geformten Austrittsschlitzen,
die tangential oder mittig zum Rohrquerschnitt angeordnet sind und
bei Einsatz von Linear-Schicht- oder Kreuzbandpatronen mit dem getrennt
eingelagerten Härter,
das kleinstückige
Zerreißen
der Kunststofffolien bei dem aufgegebenen Auspressdruck sicherstellt.
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Ein
sekundenschneller Auspressvorgang wird mit dem mehrfach vergrößerten Auspressquerschnitt
gegenüber
dem bisher verwendeten Stufenmischer erreicht und sichert damit
die Unterstützung der
Gewölbebildung
im Vortrieb. Gleichzeitig wird die Kleber-Dünnbettverteilung im Ankerringraum
zu einer schnelleren Aushärtung
des Klebers für
die sofortige Ankerbelastung angeregt.
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Der
Auspresskolben mit den angeordneten Druck- und Schiebelamellen,
funktioniert als Sicherheitsschieber zwischen dem Klebergemisch
und dem Druckwasser, in dem alle Schlitze in der Mischeinrichtung
Mantelmischer in der Endlage des Auspresskolbens so abgedichtet
werden, dass mit dem Druckwasser keine Klebermischung vom Ankerkopf zum
Ankermund ausgepresst werden kann, die zur Verkürzung der Kleberlänge und
Schwächung
des eingebrachten Hohlstabvollverbundankers führen kann.
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In
einer weiteren Ausführung
wird der vorkonfektionierte Kleber ohne Zusatzrohr als Klebermagazin
und ohne Spülkanäle, in der
Inliner-Hohlstabbohrung des Hohlstabverbundankers eingebracht und
nach der Erreichung eines definierten Druckes mit dem Ansprechen
eines Berstventils, mit einem Auspresskolben mit Druck- und Schiebelamellen,
zur chemischen Aushärtung über den
Mantelmischer in den Ankerringraum ausgepresst.
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Der
Ankerfuß wird
mit dem Ankersetzadapter, der den Anker drehend in das Bohrloch
schiebt und in sich einen hydraulisch verschiebbaren Dispenser trägt, mit
dem die Aufgabe des Druckwassers bzw. auch die Dichtfunktion am
Ankerfuß erfolgt,
der Auspressvorgang des vorkonfektionierten Klebers ein geleitet
und nach der Aushärtezeit
des Klebers, mit einem definierten Drehmoment das Anziehen der Ankermutter über eine
Brechbolzensicherung als Spannelement, zur weiteren Sicherung und
Verbindung der Gebirgsschichten vorgenommen.
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Stand der Technik
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Selbstbohrende
Verbundanker mit chemischen Klebern sind, als Injektionsanker mit/ohne
einem zusätzlichen
Klebermagazin zur Stabilisierung von Räumen im Berg- und Tunnelbau,
im Tief- und Tagebau von Fels- und Stützwänden bekannt und in den Schriften
DE 103 36 043 A1 ,
DE 103 36 040 A1 ,
DE 103 21 175 B3 ,
DE 103 01 968 A1 ,
DE 100 17 763 A1 ,
DE 100 17 751 A1 ,
100 17 750 A1 ,
DE 299 00 432 U1 ,
US 4,055,051 und
DE 31 00 730 A1 eingehend
beschrieben.
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Mit
diesen Verbundankern wird die Ankerbohrung je nach Gesteinshärte im Nass-
oder Trockenbohrverfahren hergestellt. Ein zusätzlicher Spül- oder Absaugkanal zur Abförderung
von Bohrklein aus der Bohrung ist dabei im Verbundanker erforderlich.
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Nach
der Herstellung der Ankerbohrung wird aus einem zusätzlichen
Innenrohr, das als Klebermagazin dient, dann der Kleber und Härter über Trenneinrichtungen
zu der Spül-
oder Absaugleitung, über einen
axial vorgeschalteten statischen Stufenmischer mit geringem Querschnitt,
im Ringraum zwischen Anker und Bohrung verpresst. Der bisherige Ankersetzvorgang
mit dem geringen Auspressquerschnitt eines Stufenmischers, verzögert die
Gewölbebildung
und damit die Sicherheit im Vortrieb.
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Diese
bisher bekannten Verbundanker können
nur mit drehenden Bohrverfahren für die Herstellung der Ankerbohrung
eingesetzt werden und haben eine im Bohrloch verbleibende und damit
verlorene Bohrkrone.
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Die
Unterscheidungsmerkmale der verschiedenen Verfahren werden mit den
betriebswirtschaftlichen Eignungen nachfolgend dargestellt:
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1. Vollstabverbundanker unter Anwendung
des Patronenverfahrens:
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Bei
diesem Verfahren wird ein an der Außenseite gerippter Vollstab
in ein vorher erstelltes und mit Schlauch-in-Schlauch-Klebepatronen
gefülltes Bohrloch
mit geringer Vorschubgeschwindigkeit und hoher Drehzahl eingedreht.
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Der
Ankerkopf zerstört
die Kleberpatronen und mischt Kleber und Härter. Das Klebergemisch wird
durch die Ankerstange verdrängt
und füllt
den Ringraum zwischen Ankerstab und Bohrlochwand bis zum Ankerfuß.
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Das
Einbringen des Ankers (Bohren, Einbringen der Klebesäule, Einbringen
des Ankers) ist arbeitsintensiv und stellt hohe Qualitätsansprüche, sowohl
an die eingesetzte Maschinentechnik als auch an die Ausbildung und
Disziplin des Personals (Einhaltung der vorgeschriebenen Drehzahlen
und Vorschubgeschwindigkeit).
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Dadurch
bedingt ist die Einbauqualität
des Ankers fehleranfällig,
was im Extremfall zur Gefährdung
der Standsicherheit der Grubenbaue führen kann, da die verwendeten
Kleberpatronen bei zu langen Lagerzeiten durch das diffundieren
der Chemie, an Masse verlieren und dadurch beim Einbau abknicken,
im Bohrloch aufreißen
und der Aushärteprozess
dadurch zu früh
einsetzt.
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Eine
Mechanisierung/Automatisierung der Arbeitsvorgänge zum Einbringen solcher
Anker ist bis jetzt, insbesondere für Einsatzfälle im geschichteten Gestein,
nicht gelungen.
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Dies
führt dazu,
dass derartige Vortriebe wenig leistungsfähig sind, da die Zeit für das Einbringen eines
derartigen Ankers bei ca. 5 Minuten liegt.
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Zusätzlich sind
die Arbeitsvorgänge
mit ständigem
händischem
Werkzeugwechsel (Verbindung Bohrhammer/Bohrstange lösen, Einstecken
des Ankersetzschlüssels,
Einstecken des Ankers) mit Risiken für das eingesetzte Personal
verbunden, da das Verfahren einen dauernden Aufenthalt von Personen im
nicht gesicherten Gefahrenbereich des Vortriebs erfordert.
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Eine
Risikominderung ist beim derzeitigen Stand der Technik nur bedingt
möglich.
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Auf
Vollstabanker in Verbindung mit dem Füllmörtelverfahren bei dem der Mörtel in
das Bohrloch gepumpt wird, wird nicht gesondert eingegangen, da
diese als Ausbauanker im Vortriebsbereich bis jetzt nicht eingesetzt
werden.
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2. Selbstbohrende Verbundanker mit integriertem Klebermagazin:
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Selbstbohrende
Verbundanker mit integriertem Klebermagazin sind bekannt und werden
als Ausbauanker alternativ zum Vollstabverbundanker eingesetzt.
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Diese
Anker sind Bohrstange und Anker in einem. Der Anker ist mit einer
verlorenen Bohrkrone ausgestattet, die äußere Form der Bohrstange gewährleistet
nur bedingt die Abführung
von Bohrklein.
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Der
Hohlstab beinhaltet ein zusätzliches,
fliegend eingelagertes Innenrohr, das den vorkonfektionierten Kleber
und Härter
enthält.
Zwischen Innenrohr und Innendurchmesser des Hohlstabs befindet sich
der Spülkanal
der zur Spülung
mit Luft, Wasser oder Luftwassergemisch während des Bohrvorgangs genutzt
wird.
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Nach
der Herstellung der Bohrung wird aus dem zusätzlichen Innenrohr der Kleber
und Härter, durch
Beaufschlagung mit Druck, ausgepresst.
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Das
Klebergemisch tritt über
Bohrungen am Ankerkopf aus und füllt
den Ringraum zwischen Anker und Bohrlochwand.
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Diese
selbstbohrenden Verbundanker mit integriertem Innenrohr als Klebermagazin,
eignen sich aufgrund ihrer Konstruktion nur für drehende Bohrverfahren. Drehendes
Bohren lässt
sich jedoch nur im begrenzten Umfang, in Abhängigkeit von den Gesteinseigenschaften,
in maximal 30% der Einsatzfälle einsetzen.
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Selbstbohrende
Verbundanker sind daher nicht geeignet, die unter 1. beschriebenen,
in Patronen- oder Mörtelverfahren
eingebrachten Vollstabverbundanker, zu ersetzen.
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Ein
Einsatz des aufwendigen und damit kostenintensiven Anker bei Gesteinseigenschaften,
die drehendes Bohren nicht zulassen und bei denen der Selbstbohranker,
nachträglich
in ein schlagend- bzw. drehschlagend hergestelltes Bohrloch eingebracht wird,
ist betriebswirtschaftlich nicht zu rechtfertigen.
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3. Hohlstabinjektionsanker:
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Hohlstabinjektionsanker
sind als Selbstbohranker, oder als nachträglich in vorher hergestellte Bohrlöcher einzubringende
Anker, bekannt.
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Durch
den Hohlstab wird ein außerhalb
des Bohrlochs hergestelltes Klebergemisch in den Ringraum zwischen
Außenwand
des Hohlstabs und Bohrlochwand, als Verfüllverfahren mit und ohne Druck,
geleitet.
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Das
Verfüllverfahren
ist verfahrenstechnisch durch die doppelte Klebermenge aufwendig,
kosten- und zeitintensiv.
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Diese
Nachteile werden durch die sehr gute Einbauqualität des Ankers
in der Praxis nicht ausgeglichen.
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4. Zusammenfassung zu 1., 2. und 3.:
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Da
keines der beschriebenen Verfahren, den heutigen betriebswirtschaftlichen
und sicherheitstechnischen Anforderungen in vollem Umfang gerecht
wird und andere Ankerarten wie z. B. Spreizhülsenanker und Reibrohranker
vor allem für
Anwendungen im Steinkohlenbergbau nur bedingt in Frage kommen, ergibt
sich die Notwendigkeit der Entwicklung alternativer Ankersysteme.
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Der Zweischritt-Inliner-Hohlstabvollverbundanker.
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Aufgabenstellung:
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, einen Vollverbundanker zu
schaffen, mit dem die bisher zeit- und kostenintensive, sowie mit
Qualitäts- und
Sicherheitsproblemen behafteten Verbundankersysteme abgelöst werden
können.
Das System muss eine Minimierung der Einbauzeit, Leistungssteigerung
mit guter Einbauqualität
als Vollverbundanker, die Senkung des Personalaufwandes und eine
Verringerung der Unfallgefahr gewährleisten.
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Das
ist mit dem erfindungsgemäßen Zweischritt-Inliner-Hohlstabvollverbundanker
mit einer Mischeinrichtung als Mantelmischer möglich. Der Einbau dieser Zweischritt-Inliner-Hohlstabvollverbundanker
erfolgt in zwei Schritten:
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1. Schritt:
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Herstellen
eines Bohrlochs mit definiertem Durchmesser mittels eines leistungsfähigen Bohrverfahrens
in Abhängigkeit
von den Gesteinseigenschaften, drehend, schlagend oder drehschlagend.
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2. Schritt:
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Einbringen
des vorkonfektionierten Inliner-Hohlstabvollverbundankers mittels
Ankeradapter und sekundenschnelles Auspressen der vorkonfektionierten
Klebesäule,
mit Wasserdruck über
die Mischeinrichtung Mantelmischer.
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Das
hier beschriebene Inliner-Ankersystem ist ideal für eine künftige Vollmechanisierung/Automatisierung
des Einbringvorgangs mit Bohrlafetten geeignet, so dass Gefahren
für das
Personal, sowohl beim Handling, als auch durch nachbrechendes Gestein
vermieden werden. Der chemische Aushärtevorgang wird im Druckkleber-
oder Granulatgemisch durch den aufgebrachten Druck, im Ankerringraum ausgelöst.
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Die
Vorkonfektionierung der Kleberpatrone im Hohlstab ist grundsätzlich auf
zwei Arten möglich:
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a.) Vorkonfektionierter Inliner-Hohlstabvollverbundanker
mit Linear-Schicht- oder
Kreuzbandpatronen:
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Vorkonfektionierte
Linear-Schicht- oder Kreuzbandpatronen werden mit dem notwendigen Volumen
in der gesamten Ankerlänge
untergebracht und entsprechen dem Ringraum zwischen Anker und Bohrlochwand,
zuzüglich
einer Sicherheitsmenge bei Schwankungen des Bohrlochdurchmessers
und werden darüber
hinaus auch für
kleinere Gebirgsspalten bemessen.
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Diese
Ankerausführung
kann zudem im Querschnitt, gegenüber
den größeren und
aufwendigeren Selbstbohrverbundankern, günstiger gestaltet werden, da
das Innenrohr als Klebermagazin und die Spülkanäle entfallen.
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Mit
diesen Vorteilen ergeben sich folgerichtig geringere Mengen Linear-Schicht- oder Kreuzbandpatronen
und eine höhere
Wirtschaftlichkeit des Systems.
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b) Inliner-Hohlstabvollverbundanker mit
Druck- oder Granulatkleber:
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Mit
der Vorkonfektionierung wird in diesem Anker, ohne Kunststoffschlauch,
die erforderliche Menge Druckklebergemisch, als Paste oder Granulat mit
einem chemisch eingebundenen Härter
vorgehalten.
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Mit
dem 2. Systemschritt wird kontinuierlich, nach dem Einbringen des
Inliner-Hohlstabverbundankers in das Bohrloch, mit Wasserdruck das
Kle bergemisch mit einem Auspresskolben über ein Berstventil, in den
Ringraum zwischen Anker und Bohrlochwand vom Bohrlochtiefsten bis
zum Bohrlochmund, zur chemischen Aushärtung ausgepresst.
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Eine
weitere kostengünstige
Vereinfachung der vorgeschlagenen Zweischritt-Inliner-Hohlstabvollverbundanker, wird
mit der Vorkonfektionierung der Kleber-Härtermischung mit verschiedenen
Verfahren erreicht:
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a.) Ankerfüllung mit Linear-, Schicht-
oder Kreuzband-Modulpatronen.
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Die
Kleber-Härtermischung
wird im entsprechenden Mischungsverhältnis als Linear-Schicht- oder
Kreuzband-Patronenmodul, mit unterschiedlichen Querschnitten für den Kleber
und Härter,
in dem Ankerrohr in Kunststoffdichthüllen eingebracht. Dabei werden
die Patronen zur besseren Werksmontage im Ankerhohlraum so vorgefrostet
bzw. angekühlt, dass
mit einer steifen Außenhaut
das Schlauchpaket als Linear-Schicht- oder Kreuzbandpatrone, mit
den entsprechenden Zusatzteilen vorkonfektioniert, einfacher in
das Ankerrohr eingeschoben werden kann. Mit dem Auspressdruck werden
dann die Kunststoffhüllen
der Linear-Schicht- oder Kreuzbandpatronen, im statischen Mischer
mit den scharfkantig ausgebildeten Schlitzen zerrissen und dabei
Härter
und Kleber so vermengt, dass die chemische Reaktion der Aushärtung mit
der gewünschten
Verzögerung,
zur Festlegung des Hohlstabvollverbundankers im Ringraum mit dem
Gebirge eintritt. Mit der Vorkühlung wird
auch die Werksmontage der einstückigen
Linearmodule, in der gewünschten
Ankerlänge
möglich.
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b.) Ankerfüllung mit Druck- oder Granulatkleber.
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In
einer Kleber-Härtermischung,
als Paste oder Granulat, wird im Makro- oder auch im Molekularbereich
der Härter
so in den Kleber eingelagert, dass eine Aushärtung der Klebermischung erfolgt, wenn
mit hohem Wasserdruck, die Kleber-Härtermischung, aus dem Ankerrohr
mit dem Auspressvorgang durch den aufgebauten Auspressdruck über den
Auspresskolben ein Berstventil, die chemische Reaktion zur Aushärtung und
Festlegung des Ankers im Bohrloch mit dem Gebirge, ohne Mischer
angestoßen
wird. Eine Trennung von Kleber und Härter im Anker mit Kunststoffschläuchen ist
dabei nicht mehr erforderlich. Der Druckkleber kann als angekühltes Linearmodul
in der gesamten Ankerlänge
eingebracht werden. Ein mit dem Härter gemischter Granulatkleber,
wird in den Hohlstabanker eingeschüttet.
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c.) Ankerfüllung mit versetzten Schichtpatronen.
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Weiter
können
Schichtpatronen, im Rohrquerschnitt in unterschiedlichen Reihenfolge
angeordnet werden, wobei mit einer zusätzlichen Verdrallung, oder
einer Versetzung um mindestens 90° zwischen
den Patronenmodulen, die erforderliche Mischungssicherheit zur chemischen
Aushärtung,
in allen Teilbereichen der Ankerlänge mit der Ankeroberfläche und
dem Gebirge im Ringraum der Ankerbohrung erhöht wird. Auch bei dieser Anordnung
der Schichtpatronen werden mit dem Auspressdruck, an den scharfkantig
ausgebildeten Schlitzen der Mischeinrichtung, die Kunststoffschläuche der
Schichtpatronen zerrissen und damit die chemische Aushärtung angestoßen.
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d.) Ankerfüllung mit Paste oder Granulat.
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Eine
weitere Möglichkeit
ist die Vorkonfektionierung mit einer Klebermischung, die chemisch
als steife Paste oder als Granulatgemisch eingestellt wird und sich
unter hydraulischem Druck zum Härtevorgang
verflüssigt,
um dann über
ein Berstventil durch die scharfkantig ausgebildeten Schlitze der statischen
Mischeinrichtung, in den Ringraum der Ankerbohrung ausgepresst zu
werden. Dabei wird die Kleberpaste als einstückige Linearpatrone vorgekühlt montiert
bzw. die Granulatmischung in den Anker eingeschüttet. Die Mischerschlitze werden
dabei schmaler gehalten, als der Durchmesser der Granulatkugeln.
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Die
unter a.), b.), c.) und d.) genannten Ankerfüllungen werden in der Endlage
des Auspresskolbens mit dem automatischem Verschließen aller Schlitze
der Mischeinrichtung in der Sicherheitsstellung vom Druckwasser
ge trennt, um ein weiteres unkontrolliertes Verdrängen der Ankerfüllungen
in Richtung Bohrlochmund durch das Druckwasser aus dem Ankerringraum
zu verhindern, das zur Verkürzung der
Klebelänge
im Bohrlochtiefsten und damit zur Schwächung des Zweischritt-Inliner-Vollverbundankers
im Einsatz führt.
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Diese
Aufgabe wird mit den Merkmalen des Oberbegriffes im Anspruch 1 gelöst. Weiterbildungen sind
in den Unteransprüchen
dargelegt, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich
aus der Beschreibung und Darstellung in den folgenden Zeichnungen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
einen eingebauten Inliner-Hohlstabvollverbundanker mit Mantelmischer,
Ankertraverse, Ankermutter mit dem Ankeradapter und Druckwasseranschluss.
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2 zeigt
einen fertig eingebauten Inliner-Hohlstabvollverbundanker mit Mantelmischer, Ankertraverse
und Ankermutter mit einer halbseitigen Ansicht.
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3 zeigt
den Ankerfuß des
Inliner-Hohlstabvollverbundankers im Längsschnitt, mit dem Auspresskolben,
Dichthülse,
Ankertraverse mit Ankermutter.
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4 zeigt
unter A, B, C, D, E, F, G und H, die Anordnung der verschiedenen
Querschnitte der Härter-
und Klebermodule im Inliner-Hohlstabvollverbundanker.
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5 zeigt
den Ankerkopf im Längs-
und Querschnitt, den Mantelmischer für den Druckkleber mit dem Berstventil
und tangential-parallel angeordnete Mischerschlitze.
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6 zeigt
den Mantelmischer im Längs- und
Querschnitt, mit tangential angeordneten Schlitzen für Parallel-
oder Mischpatronen.
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7a.
und b. zeigt weitere Ausbildungen der Schlitze des Mantelmischers
am Ankerkopf.
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8 zeigt
den Ankerkopf mit einer Meißelschneide
und einer Ausführung
des Mantelmischers.
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9 zeigt
den Ankerkopf mit einem eingeschweißten Verschlussstopfen und
den Mantelmischer.
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10 zeigt
den Ankerkopf als ein Zusatzteil, bestehend aus dem Ausräummeißel mit
den radial angeordneten statischen Mantelmischer mit den Mischerschlitzen.
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Ausführungsbeispiele
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1 zeigt
einen eingebauten Inliner-Hohlstabvollverbundanker 1 mit
der sechseckigen statisch bestimmten Ankertraverse 5, die
Ankermutter 4 mit dem balligen Sitz 6, als Spannelement
und den Ankeradapter 8 mit dem Druckwasseranschluss 66.
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Auf
dem Gewinde 3 wird mit der Bajonettverbindung 7,
der Ankeradapter 8 mit dem Druckwasseranschluss 66 montiert,
mit dem das vorkonfektionierte Druck- 9 oder Granulatgemisch 64,
bzw. die Linear- 61, Schicht- 11, 57, 58, 59 und
Kreuzbandpatronen 60, mit dem Kolben 12 aus dem
Hohlstabbohrung 13, über
eine Mischeinrichtung 14 mit mittigen Längsschlitzen 42, in
den Ringraum 15, zwischen Hohlstabverbundanker 1 und
Bohrloch 16, zur chemischen Aushärtung und Festlegung des Hohlstabverbundankers 1 mit
dem Gebirge 19, über
den Mantelmischer 83 ausdrückt wird.
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Die
sechseckige Ankertraverse 5 ist statisch bestimmt so ausgebildet,
dass sich drei Ecken 17, als Spitzen 18 mit dem
Gebirge 19 verkrallen und bei weichem Gestein drei weitere
Ecken 20, das weitere Einsinken der Ankerschale 5 durch
die damit verbundene Vergrößerung der
Auflagerfläche
verhindern.
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Der
ballige Sitz 6 der Ankermutter 4 auf der Ankertraverse 5,
sichert die statisch gesicherte und bewegliche Anpassung der Ankertraverse 5,
zu jedem nicht bankrecht gesetztem Bohrloch 16.
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2 zeigt
einen eingebauten vollverklebten Inliner-Hohlstabvollverbundanker 1,
der am Ankerfuß 2 mit
dem Gewinde 3 eine Ankermutter 4 mit einer statisch
bestimmten, sechseckigen Ankertraverse 5 mit einem balligen
Sitz 6 aufnimmt und der mit dem im Ankerringraum 15 durch
den Auspresskolben 12 über
den Mantelmischer 83 ausgedrückten, chemisch ausgehärtetem Druckkleber- 9 bzw.
Granulatgemisch 64 oder mit den Linear- 61, Schicht- 11 und Kreuzbandpatronen 60,
mit dem Gebirge 19 in der gesamten Ankerlänge 31 verbunden
ist.
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3 zeigt
den Ankerfuß 2 des
Inliner-Hohlstabverbundankers 1 im Längsschnitt, mit der Dichthülse 21 und
der Montagekralle 22, dass die Wandstärke 23 des Hohlstabankers 1 gleich
oder stärker als
der Radius 38 der Hohlstabbohrung 24 ausgelegt ist.
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Die
Dichthülse 21 mit
der Montagekralle 22 legt sich mit einem Dichtflansch 25 mit
den beiderseitig angeordneten Dichtlippen 10 gegen den
Hohlstabverbundanker 1 und dient nach dem Einbringen des
Hohlstabverbundankers 1 in das Bohrloch 16, in Verbindung
mit dem Gewinde 3, zur Aufnahme des Ankeradapter 8 mit
der Bajonettverbindung 7.
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Mit
der Montagekralle 22 der Dichthülse 21 wird das Herausfallen
beim Transport des Hohlstabverbundankers 1 verhindert und
der Auspresskolben 12 mit dem Klebergemisch 14 oder
die Parallel- 10 oder Mischpatronen 11 gesichert.
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Der
Auspresskolben 12 mit den Drucklamellen 26 und
den Schiebelamellen 27 schiebt bei Beaufschlagung mit Druckwasser 8,
das vorkonfektionierte Druckklebergemisch 9 aus der Hohlstabbohrung 24 des
Hohlstabverbundankers 1 über den Mantelmischer 83 in
den Ankerringraum 15 des Bohrloches 16.
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Vor
Einbringung des Hohlstabverbundankers 1 in das Bohrloch 16 wird
die Ankertraverse 5 aufgeschoben und mit der Ankermutter 4 auf
dem Gewindeansatz 3 gesichert.
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Mit
der Bewegung des Auspresskolbens 12 durch das Druckwasser 8,
wird bei Verwendung des Druck- 9 und Granulatklebergemisches 64,
nach dem Druckaufbau das Berstventil 28 (5)
zerstört und
damit der Prozess, durch den im Druck- 9 und Granulatklebergemisch 64 eingelagerten
Härter 29 im
Makro oder Molekularbereich, mit der chemisch eingestellten Verzögerung,
zur Aushärtung
ausgelöst.
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Das
Druck- 9 oder Granulatklebergemisch 64 füllt den
Ankerringraum 15 des Bohrloches 16 und quillt
dann am Bohrlochmund 38 unter der Ankertraverse 5 hervor.
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Die
Menge des Druck- 9 oder Granulatklebergemisches 64 richtet
sich nach der Ankerlänge 3 mit
der Hohlstabbohrung 13 und wird durch das erforderliche
Volumen 32 des Ankerringraumes 15 bestimmt.
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Der
Auspresskolben 12 mit den angeordneten Druck- 26 und
Schiebelamellen 27, funktioniert zwischen dem Klebergemisch 9, 53, 57, 58, 59, 60, 61 und
dem Druckwasser 66, in dem alle Schlitze des Mantelmischers 83 der
Mischeinrichtungen 14, 36 40, 48 und 51 in
der Sicherheitsstellung 65 (8) so abgedichtet
werden, dass mit dem Druckwasser 66 keine Klebermischung 9, 53, 57, 58, 59, 60, 61 vom Ankerkopf 35 (8)
zum Bohrlochmund 30 ausgepresst werden kann, die zur Schwächung des
Verbundes mit dem Gebirge 19 des eingebrachten Hohlstabvollverbundankers 1 führen kann.
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4 zeigt
in den Profilquerschnitten „A”, „B”, „C”, „D”, „E”, „F” und „G” die unterschiedliche
Anordnung der Schichtpatronen 46 mit der beispielhaften
Anordnungen des Klebers 10 mit dem Härter 29.
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Der
Profilquerschnitt „A” zeigt
die asymmetrische Anordnung der Schichtpatrone 11 mit dem
Kleber 10 und Härter 29.
Zur besseren Verteilung durch die Mischeinrichtung 14, 40, 46 oder 49,
werden die Schichten 29 und 10 vor dem Anfrosten,
in der Längsachse 33 gewindeartig
verdreht.
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Der
Profilquerschnitt „B” zeigt
die symmetrische Anordnung der Kleber 10 mit dem außen liegenden
Härter 29.
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Im
Profilquerschnitt „C” wird eine
weitere symmetrische Anordnung des Klebers 10 mit dem Härter 29,
in der mittigen Anordnung 29 dargestellt.
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Die
Schichtpatrone mit dem Querschnitt „D” zeigt die weitere Verteilung
zwischen Kleber 10 und Härter 29 mit einer
Doppelschicht 34.
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Die
Anordnungen „A,
B, C, D und G” können außerdem zur
besseren Verteilung des Härters 29 mit
der Mischeinrichtung 14, 40, 46 oder 49,
gewindeartig wie in dem Profilquerschnitt „E” dargestellt, vor dem Anfrosten,
um die Längsachse 33 zusätzlich verdreht
werden.
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In
dem Patronenquerschnitt „F” wird ein Druck- 9 und
Granulatklebergemisch 64 dargestellt, in dem der Härter 29 im
Makro- oder Mikrobereich des Klebergemisches 9 bzw. 64 chemisch
so eingelagert ist, dass mit dem Auspressdruck durch den Auspresskolben 12,
der chemische Aushärteprozess im
Ringraum 15, durch eine Verflüssigung der Klebergemische 9 und 64 mit
einem Berstventil 28 (5) ausgelöst wird
und eine Mischeinrichtung 14, 40, 46 oder 49 nicht
erforderlich wird.
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Mit
dem Patronenquerschnitt „G” wird beispielhaft
eine von mehreren kreuzförmigen
Anordnungen mit dem Kleber 10 und Härter 29 in Kunststoffschläuchen 54 vorgesehen,
mit der mit den statischen Mischeinrichtungen 14, 36, 40, 46 und 49 eine optimale
Vermengung erreicht wird. Die Kreuzbandpatrone 60 kann
als Patronenmodul 55, als auch als angekühltes Linearmodul 61 in
der erforderlichen Ankerlänge 31 in
die Hohlstabbohrung 13 montiert werden und aus mehr als
3 Kreuzbandkammern 63 bestehen.
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Der
Patronenquerschnitt „H” zeigt
die Anordnung des Klebers 10 in einem Kunststoffschlauch 81, der
von einem Außendichtschlauch 82 mit
dem Härter 29 umgeben
ist.
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5 zeigt
den Ankerkopf 35 im Längsschnitt
A-B, und dem Querschnitt C-D, des Hohlstabverbundankers 1 mit
dem Mantelmischer 83 und der statischen Mischeinrichtung 36 mit
den tangential-parallel angeordneten Mischer schlitzen 37.
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Der
Ankerkopf 35 mit dem Berstventil 28, das nach
der konstruktiven Auslegung mit dem Druckwasser 8 auf den
Auspresskolben 12 nach dem Berstvorgang, dann den chemischen
Prozess zur Aushärtung
des Duck- 9 und Granulatklebergemisches 64 im
Ankerringraum 15 des Bohrloches 16 einleitet.
-
Zur
Aufnahme des Wasserdruckes 8 im Ankerkopf 35,
wird der Hohlraum 13 des Hohlstabverbundankers 1 mit
einem Gewindestopfen 39 gesichert, damit eine einwandfreie
Zerstörung
des Berstventiles 28, bei Erreichung des Berstdruckes erfolgt.
-
6 Eine
weitere Variante des Mantelmischers 83 mit der statischen
Mischeinrichtung 40, sieht die mittig axiale 42 und
die tangentiale Anordnung 41 der Schlitze in dem Längsschnitt
E-F und dem Querschnitt G-H vor.
-
Im
Querschnitt G-H werden in der oberen Hälfte die Schlitze 42 axial
mittig zur Mischeinrichtung 14 angeordnet und in der unteren
Hälfte
die tangentiale Anordnung zur Mischeinrichtung 40 dargestellt.
-
Eine
Mischeinrichtung 14, 36, 40, 46 oder 49 wird
erforderlich, wenn der Kleber 10 und der Härter 29 entsprechend
dem Mischungsverhältnis,
in anteilig ausgebildeten Linear- 61, Schicht- 11, 57, 58, 59 und
Kreuzbandpatronen 60, in der Hohlstabbohrung 13 des
Hohlstabverbundankers 1, angefrostet montiert wird.
-
Die
Schlitze 37, 41, 42, 47 und 50 in
den statischen Mischeinrichtungen 14, 36, 40, 46 und 49 werden
so eng gehalten, dass beim Auspressvorgang durch das Druckwasser 8 mit
dem Auspresskolben 12, eine einwandfreie Zerstörung der
Schichtpatronen 11 in den Mischeinrichtungen 14, 36, 40, 46 und 49 als
Mantelmischer 83 erreicht wird.
-
Nach
der Montage des Hohlstabverbundankers 1 mit den vorgefrosteten,
Schicht- 11, 57, 58, 59, Kreuzband- 60 und
Linearpatronen 61, wird der Dichtstopfen 43 in
der Montageposition 44 eingebracht, der Abschlussstopfen 24 mit
der Montagekralle 22 montiert und am Ankerfuß 2 (3)
der Auspresskolben 12 mit der Dichthülse 21, gesichert mit
der Montagekralle 22, in der Ankeröffnung 46 montiert.
-
Der
Dichtstopfen 43 wird durch den Wasserdruck 8 beim
Auspressvorgang aus der Montageposition 44 zum Ankerende 47 des
Ankerkopfes 35 in den dafür angeordneten Hohlraum 45,
gegen den Abschlussstopfen 24 gedrückt und behindert damit nicht
den Mischvorgang des Klebers 10 mit dem Härter 29 in
den Schicht- 11, 57, 58, 59,
Kreuzband- 60 und Linearpatronen 61 und das Austreten
in den Ankerringraum 15.
-
7
- a. zeigt die Ansicht des Ankerkopfes 35 vom
Hohlstabverbundanker 1, mit dem Mantelmischer 83 und
der statischen Mischereinrichtung 48, mit gezackten Schlitzen 49,
die auf der Längsachse 50 des
Hohlstabverbundankers 1 angeordnet sind.
- b. zeigt die Ansicht des Ankerkopfes 35 mit dem Mantelmischer 83 der
statischen Mischereinrichtung 52 in einer weiteren Variante
und sieht die Anordnung der Mischerschlitze in einer Wellenform 52,
auf der Längsachse 50 vor.
-
8 zeigt
den Längs-
und Querschnitt durch den Ankerkopf 35 mit einem Aufschweißmeißel 68 und
dem Stopfenansatz 72 in der Ankeröffnung 46 der Hohlstabbohrung 13,
in dem der Druckkleber 9 oder das Granulatgemisch 64,
sowie die Schicht- 11, 57, 58, 59 Kreuzband 60 und
Linear- 61 oder Schicht- und Kreuzbandpatronen 11, 57, 58, 59 und 60 eingebracht
wurden.
-
Mit
dem Kolbenanschlag 67, für den Auspresskolben 12,
wird die Sicherheitsstellung 65 vom Kolben 12 erreicht,
mit der im Ankerkopf 35 die Mischerschlitze 37, 41, 42, 49 und 52 der
Mischeinrichtungen 14, 36, 40, 48 und 51 als
Mantelmischer 83 vom Druckwasser 66 getrennt werden.
-
9 zeigt
den Längs-
und Querschnitt durch den Ankerkopf 35 mit einem Einschweißstopfen 69 in
der Hohlstabbohrung 13, in dem der Druckkleber 9 oder
das Granulatgemisch 64, sowie die Schicht- 11, 57, 58, 59 Kreuzband- 60 oder
Linearpatronen 61 eingebracht wurden.
-
Mit
dem Kolbenanschlag 67, für den Auspresskolben 12,
wird die Sicherheitsstellung 65 vom Kolben 12 erreicht,
mit der im Ankerkopf 35 die Schlitze 37, 41, 42, 49 und 52 der
Mischeinrichtungen 14, 36, 40, 48 und 51 als
Mantelmischer 83 vom Druckwasser 66 getrennt werden.
-
10 zeigt
den Längsschnitt
durch einen Ankerkopf 74 mit einem Ausräummeißel 68 als Aufsatzteil 78,
dem der statische Mischer 76, als Mantelmischer 83 zur
besseren Herstellung zugeordnet wurde. Die im Mischer 76 radial
unter einer Neigung 77 angeordneten Mischerschlitze 75,
entsprechen den Ausführungen 42, 49 und 52.
-
- 1
- Inliner-Hohlstabvollverbundanker, ∅
- 2
- Ankerfuß, zu 1
- 3
- Gewinde
zu, 1
- 4
- Ankermutter,
zu 1
- 5
- Ankertraverse,
zu 3
- 6
- Sitz,
ballig, zu 4
- 7
- Bajonettverbindung,
zu 3
- 8
- Ankeradapter,
zu 7
- 9
- Druckklebergemisch,
zu 1
- 10
- Kleber,
zu 9, 11 und 81
- 11
- Schichtpatronen,
zu 10
- 12
- Auspresskolben,
zu 1
- 13
- Hohlstabbohrung, ∅ zu 1
- 14
- Mischeinrichtung,
statisch, zu 35
- 15
- Ankerringraum,
zu 16
- 16
- Bohrloch, ∅ zu 19
- 17
- Ecken,
zu 5
- 18
- Spitzen,
zu 5
- 19
- Gebirge
- 20
- Ecken,
zu 19
- 21
- Dichthülse, zu 1
- 22
- Montagekralle,
zu 21
- 23
- Wandstärke, zu 1
- 24
- Abschlussstopfen,
zu 1
- 25
- Dichtflansch,
zu 21
- 26
- Drucklamellen,
zu 12
- 27
- Schiebelamellen,
zu 12
- 28
- Berstventil,
zu 35
- 29
- Härter, zu 9, 10, 11, 61, 64
- 30
- Bohrlochmund,
zu 19
- 31
- Ankerlänge, zu 1
- 32
- Ankerringraum-Volumen,
zu 15
- 33
- Längsachse,
zu 34
- 34
- Doppelschicht,
zu 11
- 35
- Ankerkopf,
zu 1
- 36
- Mischeinrichtung,
statisch, zu 35
- 37
- Mischerschlitze,
tangential-parallel, zu 35
- 38
- Radius
r, zu 13
- 39
- Gewindestopfen,
zu 35
- 40
- Mischeinrichtung,
statisch, zu 35
- 41
- Mischerschlitze,
tangential, zu 40
- 42
- Mischerschlitze,
mittig, axial zu 14
- 43
- Dichtstopfen,
zu 14, 36,
- 44
- Montageposition,
zu 43
- 45
- Endlage,
zu 43
- 46
- Ankeröffnung,
zu 1
- 47
- Ankerende,
zu 1
- 48
- Mischeinrichtung,
zu 35
- 49
- Mischerschlitze,
gezackt, zu 48
- 50
- Längsachse,
zu 1
- 51
- Mischeinrichtung,
zu 35
- 52
- Mischerschlitze
gewellt, zu 51
- 53
- Klebermasse,
pastös,
zu 1
- 54
- Kunststoffschlauch,
zu 10 und 11
- 55
- Patronenmodul,
zu 10, 11 und 54
- 56
- Härterblasen,
zu 29
- 57
- Schichtpatrone,
symmetrisch, zu 10, 11 und 54
- 58
- Schichtpatrone,
asymmetrisch, zu 10, 11 und 54
- 59
- Schichtpatrone,
spiralförmig,
zu 10, 11 und 54
- 60
- Kreuzbandpatrone,
zu 10, 11 und 54
- 61
- Linearmodul,
zu 10, 11 und 54
- 62
- Oberfläche, gerippt,
zu 1
- 63
- Kreuzbandkammer,
zu 60
- 64
- Granulatgemisch,
mit Kleber, zu 1
- 65
- Sicherheitsstellung,
zu 12
- 66
- Druckwasser-
und Anschluss, zu 8
- 67
- Kolbenanschlag,
zu 12
- 68
- Ausräummeißel als
Aufschweißteil,
zu 1
- 69
- Einschweißstopfen,
zu 1
- 70
- Schneide,
zu 68
- 71
- Dichtlippen,
zu 25
- 72
- Stopfenansatz,
zu 68
- 73
- Einbuchtungen,
konkav zu 12
- 74
- Ankerkopf,
mit Mischer, zu 1
- 75
- Radial,
geneigte Mischerschlitze, zu 74
- 76
- Statische
Mischer, als Zusatzteil, zu 1
- 77
- Neigung,
Mischerschlitz, zu 76
- 78
- Aufsatzteil,
zu 74
- 79
- Kordel-
oder Trapezgewinde, zu 1
- 80
- Schweißnaht, zu 74 und 78
- 81
- Kleberpatrone
mit Außenhärter, zu 82
- 82
- Kunststoffdichtschlauch,
außen
mit Härter,
zu 81
- 83
- Mantelmischer,
zu 14, 36, 40, 48, 51 und 76